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碳化硅由于化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、耐磨性能好,除作磨料用外,還有很多其他用途,例如:以特殊工藝把碳化硅粉末涂布于水輪機葉輪或汽缸體的內(nèi)壁,可提高其耐磨性而延長使用壽命1~2倍;包括黑碳化硅和綠碳化硅,其中:綠碳化硅是以石油焦和優(yōu)質(zhì)硅石為主要原料作為添加劑,通過電阻爐高溫冶煉而成。用以制成的耐火材料,耐熱震、體積小、重量輕而強度高,節(jié)能效果好。低品級碳化硅(含SiC約85%)是良好的脫氧劑,用它可加快煉鋼速度,并便于控制化學(xué)成分,提高鋼的質(zhì)量。此外,碳化硅還大量用于制作電熱元件硅碳棒。
碳化硅用途廣泛,越來越來的新市場正待開發(fā);以線切割為代表的新型領(lǐng)域,正帶著碳化硅行業(yè)換代升級;隨著國際和中國經(jīng)濟形勢的好轉(zhuǎn),碳化硅行業(yè)也會迎來一定的發(fā)展機會,需要注意的是國家對環(huán)境的管控將會更加嚴(yán)厲。
碳化硅的技術(shù)研發(fā)呈加速趨勢,替代技術(shù)大量出現(xiàn)。太陽能光伏產(chǎn)業(yè)仍處在快速成長期,有多種技術(shù)在激烈競爭。目前晶硅電池在市場份額上占了主要地位,但是其他技術(shù)也在快速演進中。如若把硅晶電池看做一代電池技術(shù),今后會有無機薄膜電池、薄膜電池等二三代電池技術(shù)。電池技術(shù)會向更高的發(fā)電效率上發(fā)展,這是一種趨勢。構(gòu)成碳化硅的一些元素,直接溶解到鋼水中,使得熔池中的氧、碳及其他非金屬元素增加。
目前國內(nèi)外廣泛應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐、電爐、連鑄、爐外精煉以及鋼包中的碳化硅,是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一類較為新型的堿性碳化硅——碳復(fù)合碳化硅。碳復(fù)合碳化硅中一般含有3%~30%的碳。在煉鋼過程中,碳的氧化反應(yīng)是冶煉過程的重要反應(yīng)。把鋼水中的含碳量氧化降低到所煉鋼號的規(guī)格內(nèi),是煉鋼的重要任務(wù)之一。碳化硅晶片在通訊領(lǐng)域具有廣闊的運用前景,能讓高清晰電視提供更清晰的信號和圖像。
而碳化硅的脫碳會造成鋼水中碳的含量增加改變鋼的組成,尤其在冶煉純凈鋼、超純凈鋼時,碳化硅的脫碳會對鋼水及鋼材質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。碳化硅的脫碳機理為:當(dāng)冶煉進行的一定程度后,鋼與碳化硅之間存在一定的液相隔離層。反應(yīng)物在碳化硅表面形成一個固相產(chǎn)物層,碳化硅中的組成元素穿過該層擴散到鋼水中。目前我國工業(yè)生產(chǎn)的碳化硅分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩種,均為六方晶體,比重為3。
根據(jù)結(jié)合相的不同,碳化硅制品可分為以下幾類:
1. 氧化物結(jié)合碳化硅。以Al2O3-SiO2系硅酸鹽為結(jié)合相,包括黏土結(jié)合、莫來石結(jié)合和SiO2結(jié)合碳化硅。
2. 氮化物結(jié)合碳化硅。結(jié)合相為SiN4、Si2N2O、Sialon等共價鍵化合物。
3. 自結(jié)合碳化硅。包括β-SiC結(jié)合碳化硅和重結(jié)晶碳化硅。
4. 滲硅反應(yīng)燒結(jié)碳化硅。由碳化硅和游離硅組成的一種碳化硅質(zhì)工程陶瓷材料。
此外,通常將碳化硅含量在50%以下的耐火制品稱為半碳化硅質(zhì)制品,半碳化硅質(zhì)制品包括熟料碳化硅制品、高鋁碳化硅制品、鋯英石碳化硅制品、莫來石碳化硅制品和剛玉碳化硅制品等。